CURSO DE INGRESO 2015 PROGRAMA EJE FÍSICA Y QUÍMICA Desde el Eje se pretende contribuir a un proceso de formación favoreciendo la apropiación de competencias básicas que articulen conocimientos conceptuales, destrezas cognitivas, metodologías de trabajo y actitudes que permitan la inserción de los alumnos a la vida académica universitaria. Se aspira a estimular la construcción de procesos de aprendizaje articulando con conocimientos previos de Física y de Química. OBJETIVOS Favorecer un adecuado aprendizaje de los contenidos específicos de la disciplinas, para promover capacidades tales como: Diferenciar conceptos y leyes. Integrar conceptos (en leyes) y leyes (en teorías) en la resolución de situaciones problemáticas cualitativas. Transferir conceptos y leyes a la resolución de problemas cualitativos y cuantitativos. Transferir lateralmente conceptos y leyes a través del manejo del lenguaje de la Física y de la Química (gráficos, notación vectorial, expresiones matemáticas; símbolos, ecuaciones químicas) y las diferentes transposiciones entre los lenguajes y representaciones de los que hace uso la Física y la Química. Reconocer las condiciones que establecen el ámbito de validez de leyes y teorías. Interpretar y explicar fenómenos físicos y químicos relacionados con la vida cotidiana. Comprender el papel de los modelos en Física y Química así como el uso de los mismos. Practicar el modelado y la abstracción. Favorecer el desarrollo de procedimientos tales como: Manejar diferentes unidades, interconversiones, cifras significativas, notación vectorial. Reconocer en situaciones problemáticas datos, incógnitas, información relevante; establecer supuestos. Abordar la resolución de problemas a través de la formulación de hipótesis cuya pertinencia debe ser controlada. Reconocer la diferencia entre describir y explicar (satisfactoriamente) una situación. Utilizar estrategias para la resolución de problemas. Favorecer al desarrollo de actitudes tales como la autonomía y la responsabilidad en el trabajo, el trabajo en equipo, la valoración crítica del conocimiento y la autocrítica. MODALIDAD: Las clases serán teórico-prácticas. Se propondrán actividades de trabajo individual y trabajo colectivo en grupos pequeños (con un espacio para la reflexión individual) orientados por el docente a cargo del curso. Dichas actividades se diseñarán a los fines de favorecer el interés de los estudiantes, la utilización funcional de sus concepciones. Se pretende que adviertan, en situaciones concretas, las diferencias entre estrategias y conocimiento cotidianos y de las ciencias. Se propondrán actividades de lectura de textos, fundamentalmente antes y después del tratamiento del tema. CONTENIDOS MÍNIMOS 1. Magnitudes de uso común en Física y Química. Magnitudes escalares y vectoriales. Sistemas de Unidades. Interconversión de Unidades. Notación Científica. Cifras significativas. Leyes, teorías y modelos. 1 2. Movimiento. Sistemas de referencia y de coordenadas. Descripción del movimiento. Vectores: definición, descomposición en ejes cartesianos, suma y resta. Interacciones y los cambios en el movimiento. Leyes de Newton. Características de la fuerza neta y tipos de movimiento. 3. Estados de agregación de la materia. Propiedades intensivas y extensivas. Cambios de estado. Sistemas materiales homogéneos y heterogéneos. Sustancias puras y mezclas. 4. Átomos, moléculas e iones. Fundamentos de estructura atómica. Fórmulas mínima y molecular. Tabla periódica. Ley periódica. Fenómenos físicos y químicos. Energética de los cambios físicos y químicos. PROGRAMA ANALÍTICO: Unidad 1: Magnitudes y unidades Magnitudes de uso común en Física y Química. Sistemas de Unidades. Magnitudes escalares y vectoriales. Interconversión de Unidades. Notación Científica. Cifras significativas. 1 Unidad 2: Movimiento: conceptos y leyes fundamentales 2.1. Algunos conceptos que describen el movimiento Sistemas de referencia. Sistemas de coordenadas. Vector posición. Trayectoria. Vector desplazamiento. Intervalo de tiempo. Vector velocidad media. Aproximación a la idea de vector velocidad instantánea. Carácter intrínsicamente relativo del movimiento. Movimiento de traslación de puntos materiales. Variables que describen el Movimiento unidimensional. Nociones básicas de espacio, tiempo, materia y sus diversas modificaciones en las ciencias. Leyes, teorías y modelos2. 2.2. Dinámica del punto material. Leyes de Newton Idea de masa. Inercia. El concepto de interacción. Descripción cualitativa de las interacciones fundamentales. El concepto de fuerza en la Mecánica Newtoniana. La fuerza como vector. Leyes de Newton. Vector aceleración. Peso, fuerza de vínculo (fuerza normal, fuerza de roce), tensión. Descomposición de fuerzas en coordenadas cartesianas. Aplicaciones de las leyes de Newton. 2.3. Características de la fuerza neta y tipos de movimiento Movimiento rectilíneo uniforme: características, ecuación horaria. Gráficas de la posición, velocidad, fuerza y aceleración en función del tiempo. Movimiento rectilíneo uniformemente variado: características; ley de la velocidad en función del tiempo, ecuación horaria. Gráficas de la posición, velocidad, aceleración y fuerza en función del tiempo en los distintos tipos de movimiento. Unidad 3: La constitución de la materia 3.1. Elementos y átomos. Átomos: masa y tamaño. Partículas subatómicas: masa y carga. Unidades absolutas y relativas de masa y carga. Masa atómica promedio. Número atómico, número másico. Símbolos químicos. Estructura del átomo. Nociones de estructura electrónica. Electrones de valencia. 3.2. Tabla periódica de los elementos Ley periódica. Grupos, períodos. Propiedades periódicas, tendencias generales. Metales, no metales y metaloides. Propiedades físicas de los metales y no metales. Reactividad. Relación con la estructura electrónica. 3.3. Moléculas, compuestos iónicos y metales. 1 Estos contenidos serán tratados a lo largo de las diferentes unidades. Estas ideas serán incorporadas funcionalmente y en el contexto de las leyes, las teorías y modelos que se proponen tratar. 2 2 Moléculas y compuestos moleculares. Fórmula molecular y mínima. Representación de las moléculas. Iones: predicción de la carga de los iones más estables de los elementos representativos. Compuestos iónicos. Fórmula mínima. Metales. Masa fórmula y masa molecular. Propiedades de los metales, de las sustancias formadas por moléculas y de las sustancias iónicas. Unidad 4: Estados de agregación de la materia. Sustancias puras y mezclas. 4.1. Estados de agregación de la materia. Los estados de la materia. Propiedades generales de gases, líquidos y sólidos; descripción atómico-molecular (submicroscópica). 4.2. Sustancias puras y mezclas. Descripción basada en propiedades y descripción atómico-molecular (submicroscópica). Sistemas materiales homogéneos y heterogéneos. Componentes y fases. Soluciones: soluto, solvente, solubilidad. Unidades físicas de concentración (%p/p, %p/v, %v/v) Unidad 5: Transformaciones físicas y químicas. Clasificación y reconocimiento de las transformaciones de las sustancias. Los cambios de estado. Puntos de fusión y de ebullición. Evaporación. El proceso de disolución. Ley de conservación de la masa en las reacciones químicas, conservación del número y tipo de átomos, balanceo de ecuaciones. Procesos endotérmicos y exotérmicos: comparaciones entre las transformaciones físicas y químicas de la materia. Bibliografía Hewitt, P. FÍSICA CONCEPTUAL, Addison Wesley Interamericana, México Segunda Edición.* - Aristegui, R.; Baredes, C.; Dasso, J.; Delmonte, J.; Fernández, C.; Sobico, A. FÍSICA I, Ed. Santillana. Buenos Aires, Sexta reimpresión 2005.** - FÍSICA ACTIVA. Ed. Puerto de Palos, Buenos Aires, Primera edición 2001.** - Máximo, A.; Alvarenga, B. FÍSICA GENERAL CON EXPERIMENTOS SENCILLOS, Oxford. University Press, Mèxico, Cuarta ediciòn 2003 ** - Serway, R. y Jerry S. FUNDAMENTOS DE FÍSICA, VOLUMEN 1, Thomson, México, Sexta edición 2004.*** - Tipler, P. FÍSICA PREUNIVERSITARIA. Reverté, España. *** - Tipler, P. FÍSICA. TOMO I, Reverté, España.**** - Serway, R. y Jewett, J. FÍSICA I, Thomson, México, Tercera edición 2003.**** - Garritz, A., Gasque, L. y Martínez, A. QUÍMICA UNIVERSITARIA, Pearson Educación, México, Primera Edición 2005. Hein, Morris y Arena, S. FUNDAMENTOS DE QUÍMICA, Thomson, México. (Ediciones 10 u 11). - Burns, R.A. FUNDAMENTOS DE QUÍMICA, Pearson Educación, Cuarta edición, México 2003 (o ediciones anteriores). - Martínez, J. y Donati, E., PRINCIPIOS BÁSICOS DE QUÍMICA, Edición de los autores. - Hill,J, y Kolb, D. QUÍMICA PARA EL NUEVO MILENIO, Prentice Hall, México, Octava edición 1999. - Reboiras, M. D., Química, la ciencia básica, Thomson Parainfo, España, 2006. * Texto de nivel muy elemental, con un tratamiento conceptual de los contenidos. Puede utilizarse para comprender conceptos y leyes fundamentales de algunos temas. Se deben profundizar los temas con otros textos. - 3 ** Textos del nivel polimodal. Pueden utilizarse para comprender conceptos y leyes fundamentales de algunos temas y para resolver las actividades que se proponen. Es conveniente profundizar los temas con otros textos. *** Texto de nivel intermedio. Pueden utilizarse para comprender conceptos y leyes fundamentales de, en general, todos los temas y para resolver las diversas actividades que se proponen (preguntas conceptuales, ejercicios y problemas). **** Texto de nivel avanzado; tiene una complejidad matemática que, en general, excede el nivel del curso de ingreso. Pueden ser útiles para profundizar los aspectos conceptuales. 4